[发明专利]一种新型含钒页岩无铵沉钒生产二氧化钒的方法

说明书

本发明公开了一种新型含钒页岩无铵沉钒生产二氧化钒的方法，包含如下步骤：步骤一、将钒页岩经焙烧、酸浸、离子交换工艺后得到富钒液；步骤二、将无铵沉钒剂与步骤一所得的富钒液混合，用酸液或碱液调节溶液pH值为0.7～0.9，得到草酸根与钒的摩尔比为1.0～2.0的待反应液；步骤三、将步骤二所得到的待反应液在180～250℃温度下，反应6～10小时，自然冷却后得到浆体；步骤四、将步骤三所得浆体经固液分离得到固体和液体，固体真空干燥，得到二氧化钒。本发明采用新型无铵沉钒剂，通过水热反应一步法得到二氧化钒产品。整个过程无氨氮废水和废气的产生，并且所用无铵沉钒剂为安全环保药剂，通过沉钒即可得到二氧化钒产品，无需煅烧，具有安全环保、工艺简单等优点。

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种新型含钒页岩无铵沉钒生产二氧化钒的方法。

背景技术

目前，钒页岩提钒的生产工艺主要是原矿(焙烧)-浸出-净化富集--沉钒-煅烧。焙烧可以原矿中的碳和有机质，破坏含钒矿物结构；浸出使矿物中的钒转移到液相中；净化富集主要分为萃取和离子交换树脂两种方法，实现钒的富集和杂质离子的去除，得到钒浓度高杂质离子含量少的富钒液；沉钒的方法主要为水解沉钒和铵盐沉钒。水解沉钒通过对富钒液pH值的调节，改变溶液中钒的存在形式，使其以固体形式沉淀下来。中国专利201510416342.6一种新型无铵沉钒制备五氧化二钒的方法，通过加入硫酸或碳酸钠来调节溶液的pH值，水解得到多聚钒酸沉淀。此方法首先要保证溶液的pH值到所需范围，其次受含钒溶液中杂质离子的影响较大，当溶液中存在钠离子时，得到多聚钒酸钠；当溶液中存在磷、铁、硅、氯、硫酸根时，都会影响沉钒过程和产品纯度。水合五氧化二钒的组成是H₂V₁₂O₃₁的多聚钒酸铵，铵盐沉钒即是依靠NH⁴⁺与十二钒酸的优先结合，通过铵盐的加入得到多聚钒酸铵，再热解得到五氧化二钒。中国专利201310410716.4公开了一种高钙型含钒石煤的提钒方法，将含钒石煤原矿焙烧、除钙、水浸后的水浸液经过铵盐沉钒得到偏钒酸铵，然后煅烧脱氨得到五氧化二钒产品。铵盐沉钒具有纯度高、含杂质少、沉淀率高的优点，所以铵盐沉钒已被广泛应用于页岩提钒行业。

但是，现行铵盐沉钒工艺在沉钒过程中，第一步加入氨气或铵盐制备钒酸铵或多聚钒酸铵时，铵盐或氨气的使用都是远远过量的，未反应的铵会残留于沉钒母液中，产生氨氮废水；第二步钒酸铵或多聚钒酸铵高温煅烧时，铵以氨气的形式跑出，产生含氨废气。沉钒得到的产品五氧化二钒纯度较低，多用在其他高价钒产品生产的原料，产品附加值低。因此，现行的钒页岩提钒工艺存在环境污染严重、工艺复杂等缺陷。

综上所述，急需一种环境友好、工艺简单的无铵沉钒方法。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种环保无污染、能耗低、工艺简单的含钒页岩无铵沉钒方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型含钒页岩无铵沉钒生产二氧化钒的方法，包含如下步骤：

步骤一、将钒页岩经焙烧、酸浸、离子交换工艺后得到富钒液；

步骤二、将无铵沉钒剂与步骤一所得的富钒液混合，用酸液或碱液调节溶液pH值为0.7～0.9，得到草酸根与钒的摩尔比为1.0～2.0的待反应液；

步骤三、将步骤二所得到的待反应液在180～250℃温度下，反应6～10小时，自然冷却后得到浆体；

步骤四、将步骤三所得浆体经固液分离得到固体和液体，固体真空干燥，得到二氧化钒。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的新型含钒页岩无铵沉钒生产二氧化钒的方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，步骤一中，所述焙烧温度为700～850℃，焙烧时间1-3小时；酸浸所用的酸为体积分数为15％的硫酸，浸出时间为3小时，浸出温度为95℃，液固比为1.5。